【文章內(nèi)容簡介】 的問題。另外在使用數(shù)據(jù)時又要講這些數(shù)據(jù)解壓，復原，這也要求要有好的存儲數(shù)據(jù)的方法，所以，在數(shù)據(jù)組織這塊也是相當重要的。 三維GIS技術(shù)。數(shù)字城市是不同于二維GIS性質(zhì)的，他是用X,Y,Z三個坐標值來對真實場景中的實體進行虛擬，達到真實反映物體的效果。由于在三維空間上要表達更重要的信息，所以其復雜程度比起2維GIS系統(tǒng)來說是更高了。 總體來說，與二維GIS相比，三維GIS對客觀世界的表達能給人以更真實的感受，它以立體造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，不僅能夠表達空間對象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達它們之間的立體關(guān)系:另外對空間對象進行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。這樣也就更為豐富了數(shù)字城市的信息表達，而三維表達正是數(shù)字城市建立的主要可視化方式之一。虛擬現(xiàn)實技術(shù)。數(shù)字城市的建立其最終的結(jié)果是實現(xiàn)空間模型的可視化技術(shù)，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是將這樣的效果實現(xiàn)，成為讓人有沉浸感的一個系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實是一種基于可計算信息的沉浸式交互環(huán)境，具體講，就是采用以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然方式與虛擬環(huán)境中的對象交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實環(huán)境的感受和體驗。這樣能將模擬的給人一種更好的真實感，也就是說在表達城市信息和描繪城市的時候更具魅力?，F(xiàn)在主要是根據(jù)這些主要的數(shù)字城市關(guān)鍵技術(shù)來討論其中能實現(xiàn)的功能，以及如何將這些技術(shù)相互融合起來，達到一個統(tǒng)一完整的系統(tǒng)，這樣的整體才能滿足一個信息化發(fā)展的大方向。而一個綜合性的可查詢，滿足三維視圖的數(shù)字城市系統(tǒng)提供給人們一種全新的城市規(guī)劃建設(shè)與管理和工作生活的理念與調(diào)控手段，能適應并預測城市的變化，尤其是GIS的空間信息綜合處理能力與直觀表現(xiàn)能力，在處理城市復雜系統(tǒng)問題時，能幫助人們更好地建立起全局觀念與模擬直觀感。第4節(jié) 本文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線本文以數(shù)字城市為研究主題，但主要研究的是在數(shù)字城市原型系統(tǒng)中數(shù)字城市數(shù)據(jù)建模和可視化的方法。全文將從空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表達模型入手，討論組成數(shù)字城市模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，然后討論數(shù)據(jù)模型的可視化方法，再通過比較幾種不同的三維建模方式，對集中三維建模的算法要主要提出，然后能夠選出一個能實現(xiàn)快速，精確的方法，最終能提出一個原型系統(tǒng)，其中在本文中將主要實現(xiàn)原型系統(tǒng)中的空間可視化的表達。最終，將要提出一個數(shù)字城市原型系統(tǒng)，其模型整體框架如下圖：GPS、RS數(shù)據(jù)輸入數(shù)字高程模型DEM三維工作模型三維城市模型3DS模型數(shù)字正射影像圖二維工作區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，模型轉(zhuǎn)換屬性修改，紋理映射二維分析，規(guī)劃指標三維建模，可視化輸出，信息查詢 原型系統(tǒng)總規(guī)劃圖 而本文最主要的就是實現(xiàn)其中的三維建模方法和可視化輸出的功能。然后會在一些實例中做出試驗，以更好的將本文中所要討論的數(shù)字城市的建立方法的進行更為完善的闡述。第2章 數(shù)字城市空間表達模型構(gòu)建過程第1節(jié) 城市空間概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型（data model）是描述數(shù)據(jù)庫的概念集合，包括精確描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)關(guān)系、數(shù)據(jù)語義級完整性約束條件的概念。GIS現(xiàn)有的空間數(shù)據(jù)模型有基于記錄的3重傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，即層次數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型和關(guān)系數(shù)據(jù)模型，以及面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型、對象關(guān)系型數(shù)據(jù)模型?？臻g數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的概念機，是建立在對地理空間充分認識與完整抽象的地理空間認知模型（或概念模型）的基礎(chǔ)上，并用計算機能夠識別和處理的形式語言來定義和描述現(xiàn)實世界地理實體、地理現(xiàn)象及其相互關(guān)系，是現(xiàn)實世界到計算機世界的映射?？纯臻g數(shù)據(jù)模型為描述空間數(shù)據(jù)組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫提供方法，是GIS空間數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)?？臻g數(shù)據(jù)模型的發(fā)展和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。第一代層次與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫（以1969年IBM公司研制的IMS為標志）帶動了GIS層次數(shù)據(jù)模型（hierarchical model）和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型（network data model）的發(fā)展；第二代關(guān)系數(shù)據(jù)庫（以O(shè)racle,SQL server,Sybase為代表）帶動了GIS關(guān)系模型數(shù)據(jù)模型的發(fā)展和成熟。而面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型技術(shù)隊數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響，成為第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要標志，進而也促進了新的GIS面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（objectoriented data model）的發(fā)展。第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的另一個主要特征是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)的相互結(jié)合，表現(xiàn)為分布式數(shù)據(jù)庫、工程數(shù)據(jù)、演繹數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫等新技術(shù)層出不窮，進而也帶動了GIS超圖數(shù)據(jù)模型的研究與發(fā)展。 傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)模型在3種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型中，層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型也成為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型，關(guān)系數(shù)據(jù)模型也成為面向操作的邏輯數(shù)據(jù)模型。1）、層次數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)模型的核心是記錄和系。記錄表示數(shù)據(jù)，一個記錄表示多個數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)域表示一個數(shù)據(jù)項。數(shù)據(jù)之間的關(guān)系有由系來表示，系可以視為一個指針。數(shù)據(jù)庫中的記錄被組織為數(shù)的集合。如圖21所示M L1 N2 N1 L5 L1 N5 N4 P1 L2 P2 L3 L6 N3圖211 某區(qū)域的地獄表示左邊是某個區(qū)域（M）的地理對象的地圖表示，M包括兩個面域（P1,P2）面域由邊圍成便有兩個端點，其中L2為P1與P2的公共邊。層次數(shù)據(jù)模型是一種描述該區(qū)域地理特征的倒掛樹形結(jié)構(gòu)（根在上，枝葉在下），如圖22所示。MP1 P2L1 L2 L3 L4 L5 L6 L2N1 N2 N2 N3 N3 N4 N4 N5 N2 N5 N5 N3 N3 N2圖212 層次模型樹結(jié)構(gòu)圖2）、針對層次數(shù)據(jù)模型重復描述的特點，CODASYL設(shè)計提出了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫模型類似于層次數(shù)據(jù)模型，也是用記錄和系來表示數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。所不同的是數(shù)據(jù)庫中的記錄被阻止為任意圖的組合，且公共邊公共節(jié)點不必重復描述。P1P2L1L2L3L4L5L6N5N4N3N2N1M圖213 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的樹結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的典型特征是不僅可以像層次模型一樣表達一對一、一堆多的關(guān)系，而且可以表達層次模型不能表達的多對多的關(guān)系，即：一個上級節(jié)點可以對應多個下級節(jié)點（也稱葉節(jié)點或子節(jié)點）；一個下級節(jié)點也可以對應多個上級節(jié)點。3）、關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)學模型是一種數(shù)學化的模型，他將數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定條件的二維表或關(guān)系。一個實體有若干關(guān)系構(gòu)成，而關(guān)系表的集合就是構(gòu)成關(guān)系的模型。每一種關(guān)系都對應一個表；每個表有數(shù)個列；每個列舉有唯一的名稱，稱為關(guān)系的屬性；每一行數(shù)據(jù)成為一個圓柱，是關(guān)系表數(shù)據(jù)中的一條記錄。關(guān)系模型具有以下基本特征：（1）、描述的一致性：目標之間既不用指針也不用ID碼來聯(lián)系，而是數(shù)據(jù)本身通過公共值的隱含來表達其間的關(guān)系；（2）、操作的簡單性：用關(guān)系代數(shù)和關(guān)系運算來操作數(shù)據(jù)。（3）、結(jié)構(gòu)簡單靈活：可以根據(jù)目標的復雜程度，隨時調(diào)整和修改表的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)更新也非常容易。圖